一种基于光催化氧化的含POPs土壤异位快速处置方法专利检索- 污染的土壤的再生专利检索查询-专利查询网

一种基于光催化氧化的含POPs 土壤异位快速处置方法
申请号	CN201710471864.5	申请日	2017-06-20	公开(公告)号	CN107413843A	公开(公告)日	2017-12-01
申请人	青岛华茂环保科技有限公司;			发明人	张大磊;
摘要	本发明设计一种快速处置含POPs 土壤的方法。该法将污染场地含POPs土壤挖出，转移至堆场中；堆场内铺设防渗层，底部铺设导流材料，其上部铺设沼渣、菌剂、碳源、营养添加剂及含POPs土壤的混合层，混合层上部放置含钛材料与纳米铁材料；运行过程中，不定期从堆场上部注碳源溶液，随后将渗滤液通过底部导流材料收集至渗滤液收集系统中，随后不定期将渗滤液回流至堆场上部进行回灌。经过该方法处理含POPs土壤，仅需10-60天时间即可将污染土壤修复至民用建设用地标准。
权利要求	1.一种基于光催化氧化的含POPs 土壤异位快速处置方法，其特征是用于污染土壤处置的堆场内铺设防渗层，底部铺设导流材料，其上部铺设沼渣、碳源、菌剂、营养添加剂及含POPs土壤的混合层，混合层上部放置含钛材料与纳米铁材料的混合层；运行过程中，不定期从堆场上部注碳源溶液，随后将渗滤液通过底部导流材料收集至渗滤液收集系统中，随后不定期将渗滤液回流至堆场顶部进行喷洒回灌。 2.如权利要求1所述的一种基于光催化氧化的含POPs土壤异位快速处置方法，其特征是，混合层中含POPs土壤、沼渣、碳源、菌剂及营养添加剂的添加比例为1：（0.01-0.5）：（0.01-0.5）：（0-0.3）：（0-0.1），混合层高度1-8m；含钛材料与纳米铁材料的混合层层高度在0-1m，其中含钛材料与纳米铁材料的混合比例为（0.01-100）：1。 3.如权利要求1-2所述的一种基于光催化氧化的含POPs土壤异位快速处置方法，其特征是，渗滤液回流至堆场顶部进行喷洒回灌，喷洒间隔时间在2-48小时范围。 4.如权利要求1-3所述的一种基于光催化氧化的含POPs土壤异位快速处置方法，其特征是，喷洒回灌时候可以进行pH调节，使回灌渗滤液pH控制在2-6。 5.如权利要求1-4所述的一种基于光催化氧化的含POPs土壤异位快速处置方法，其特征是，沼渣指有机废水或者固体有机废物厌氧处置后的固体残留物，可以被污泥替代。 6.如权利要求1-5所述的一种基于光催化氧化的含POPs土壤异位快速处置方法，其特征是，运行期间，堆场上部注碳源溶液的频率为每1-100天注碳源溶液一次。 7.如权利要求1-6所述的一种基于光催化氧化的含POPs土壤异位快速处置方法，其特征是，营养添加剂指氮源、磷源及微量元素源中的一种或多种，菌剂指含有水解酸化菌或持久性有机物分解菌的菌剂。 8.如权利要求1-7所述的一种基于光催化氧化的含POPs土壤异位快速处置方法，其特征是，微量元素源指含有硼、锌、铜、锰、钴中的一种或多种元素的营养物质，碳源溶液指含有乙醇、甲醇、乙酸一种或多种的溶液，其既可以作为微生物碳源，也可以用于萃取土壤中的持久性有机污染物。 9.如权利要求1-8所述的一种基于光催化氧化的含POPs土壤异位快速处置方法，其特征是，含钛材料可以被其它光催化材料替代，含POPs土壤可以被铬渣等其它含有六价铬的污染物替代。
说明书全文	一种基于光催化氧化的含POPs 土壤异位快速处置方法技术领域 [0001] 本发明提供一种基于光催化氧化的含POPs土壤异位快速处置方法，将沼渣、菌剂、碳源、营养物质及含POPs土壤转移至堆场中，渗滤液回流，经过表层含钛材料的光解催化作用，进而与纳米铁产生芬顿效应，将POPs快速降解并将，属环境保护领域。背景技术 [0002] POPs是持久性有机污染物（persistent organic pollutants）的简称，包括多环芳烃、多氯联苯及农药等。随着工农业的发展和城市化进程的扩大，大量土壤被POPs污染。目前POPs处理方法主要有热解析法及高级氧化法，热解析法成本高，且容易生成大气污染。高级氧化法加入了大量的化学药剂，容易污染土壤。目前微生物法越来越得到关注，申请号为CN201210304389.X介绍了一种利用酵母污泥修复POPs土壤的方法。该方法思路是利用污泥作为POPs降解菌的营养物质，促进POPs降解菌生长从而达到修复目的。该方法虽然生态，但是处理周期长，因为POPs本身难溶于水，不易被生物获取，同时土壤本身存在的降解菌也稀少，不过不通过外加微生物，很难降解。 [0003] 为此，申请人进行了有益的探索和尝试，找到了解决上述问题的办法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。发明内容 [0004] 针对现有技术的不足，本发明设计一种快速处置含POPs土壤的方法。该法将污染场地含POPs土壤挖出，转移至堆场中；堆场内铺设防渗层，底部铺设导流材料，其上部铺设沼渣、菌剂、碳源、营养添加剂及含POPs土壤的混合层，混合层上部放置含钛材料与纳米铁材料；运行过程中，不定期从堆场上部注碳源溶液，随后将渗滤液通过底部导流材料收集至渗滤液收集系统中，随后不定期将渗滤液回流至堆场上部进行回灌。经过该方法处理含POPs土壤，仅需10-60天时间即可将污染土壤修复至民用建设用地标准。 [0005] 本工艺脱出土壤中POPs的机理在于，首先利用乙醇等碳源溶液将土壤中的POPs萃取进溶液中，便于菌剂及沼渣中微生物利用，随后POPs溶液进入渗滤液，随着渗滤液回灌到堆场顶部，被纳米铁材料吸附，在含钛材料的作用下，形成光催化效应，产生羟基自由基，进一步促进POPs的分解；此外，通过控制渗滤液pH，纳米铁材料会释放一定量的铁离子，在光催化所产生的微量羟基自由基作用下，产生芬顿催化效应，更有效的降解POPs污染。 [0006] 本发明的具体详细技术方案包括以下步骤：将污染场地含POPs土壤挖出，转移至堆场中；堆场内铺设防渗层，底部铺设导流材料，其上部铺设沼渣、菌剂、碳源、营养添加剂及含POPs土壤的混合层，混合层上部放置含钛材料与纳米铁材料；运行过程中，不定期从堆场上部注碳源溶液，随后将渗滤液通过底部导流材料收集至渗滤液收集系统中，随后不定期将渗滤液回流至堆场上部进行回灌。 [0007] 进一步地，在本发明的一种实施例当中，混合层中含POPs土壤、沼渣、碳源、菌剂及营养添加剂的添加比例为1：（0.01-0.5）：（0.01-0.5）：（0-0.3）：（0-0.1），混合层高度1-8m。 [0008] 进一步地，在本发明的一种实施例当中，渗滤液回流至堆场上部进行回灌，可以进行pH调节，其pH值控制在2-6，回灌间隔时间在2-48小时范围。 [0009] 进一步地，在本发明的一种实施例当中，沼渣指有机废水或者固体有机废物厌氧处置后的固体残留物，可以被污泥替代。 [0010] 进一步地，在本发明的一种实施例当中，含钛材料与纳米铁材料的混合层高度在0-1m。 [0011] 进一步地，在本发明的一种实施例当中，运行期间，堆场上部注水的频率为每1-100天注水一次。 [0012] 进一步地，在本发明的一种实施例当中，营养添加剂指氮源、磷源及微量元素源中的一种或多种，进一步地，在本发明的一种实施例当中，菌剂指含有水解酸化菌或POPs分解菌的菌剂，也可以是多种菌群的混合物，用于将大分子POPs分解成小分子。 [0013] 进一步地，在本发明的一种实施例当中，微量元素源指含有硼、锌、铜、锰、钴中的一种或多种元素的营养物质，碳源溶液指含有乙醇、甲醇、乙酸一种或多种的溶液，其既可以作为微生物碳源，也可以用于萃取土壤中的POPs，碳源溶液中碳源含量为0-50%。 [0014] 进一步地，在本发明的一种实施例当中，含钛材料与纳米铁材料可以被其它可以产生电解效应的设备替代。 [0015] 相比传统的含POPs土壤处理方法，本方法有如下优势：1．通过含钛材料，形成光催化效应，协同纳米铁的吸附及芬顿高级氧化效应，迅速处置POPs污染的同时，为沼渣及菌剂中菌种提供优质碳源，更好的促进微生物代谢并处理POPs污染； 2．含有水解酸化菌或POPs分解菌的菌剂的加入促进了POPs的分解； 3．磷源、氮源及微量元素的加入进一步促进了沼渣中微生物的活性，增强了其处置POPs污染的能力；为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0016] 图1是本发明的结构示意图。 [0017] 其中：1，加酸装置；2，含钛材料与纳米铁材料的混合层；3，防渗层；4，混合层；5，导流材料；6，渗滤液储存池。具体实施方式 [0018] 实例1所处置含POPs土壤中POPs浓度为1543mg/kg。 [0019] 将污染场地含POPs土壤挖出，转移至堆场中；堆场内铺设防渗层，底部铺设导流材料，其上部铺设沼渣、菌剂、碳源、营养添加剂及含POPs土壤的混合层，混合比例为含POPs土壤、沼渣、碳源、菌剂及营养添加剂的添加比例为1：0.2：0.2：0.15：0.1，层高5m，混合层上部放置含钛材料与纳米铁材料，层高0.1m；运行过程中，每隔1-5天从堆场上部注碳源溶液，随后将渗滤液通过底部导流材料收集至渗滤液收集系统中，随后每间隔1-2天将渗滤液回流至堆场上部进行回灌，回流前调节pH至4。 [0020] 经过30天处置，含POPs土壤中POPs含量达标，营养添加剂是磷酸钾、硝酸铵及硝酸钴的混合物，同时添加了微量的锌元素，本实例的碳源溶液是酒精溶液，浓度1%，菌剂是水解酸化菌，本实例中POPs指农药有机污染。 [0021] 实例2所处置含POPs土壤中POPs浓度为345mg/kg。 [0022] 将污染场地含POPs土壤挖出，转移至堆场中；堆场内铺设防渗层，底部铺设导流材料，其上部铺设沼渣、菌剂、碳源、营养添加剂及含POPs土壤的混合层，混合比例为含POPs土壤、沼渣、碳源、菌剂及营养添加剂的添加比例为1：0.1：0.2：0.05：0.05，层高5m，混合层上部放置含钛材料与纳米铁材料，层高0.01m；运行过程中，每隔1-5天从堆场上部注碳源溶液，随后将渗滤液通过底部导流材料收集至渗滤液收集系统中，随后每间隔1-2天将渗滤液回流至堆场上部进行回灌，回灌时调节渗滤液pH至4。 [0023] 经过45天处置，含POPs土壤中POPs含量低于0.01mg/kg，营养添加剂是磷酸钾、硝酸铵及硝酸钴的混合物，同时添加了微量的锰、铜元素，本实例的碳源溶液是甲醇溶液，浓度10%，菌剂是POPs分解菌，本实例中POPs指PAH有机污染，PAH即多环芳烃。 [0024] 实例3所处置含POPs土壤中POPs浓度为926mg/kg。 [0025] 将污染场地含POPs土壤挖出，转移至堆场中；堆场内铺设防渗层，底部铺设导流材料，其上部铺设沼渣、菌剂、碳源及含POPs土壤的混合层，混合比例为含POPs土壤、沼渣、碳源、菌剂的添加比例为1：0.1：0.1：0.05，层高5m，无营养添加剂添加，混合层上部放置含钛材料与纳米铁材料，层高0.1m；运行过程中，每隔1-5天从堆场上部注碳源溶液，随后将渗滤液通过底部导流材料收集至渗滤液收集系统中，随后每间隔1-2天将渗滤液回流至堆场上部进行回灌，回灌时调节渗滤液pH至4。 [0026] 经过45天处置，含POPs土壤中POPs含量低于0.01mg/kg，本实例的碳源溶液是乙酸溶液，浓度10%，菌剂是POPs分解菌，本实例中POPs指PCBs有机污染，PCBs即多氯联苯。 [0027] 实例4所处置含POPs土壤中POPs浓度为359mg/kg。 [0028] 将污染场地含POPs土壤挖出，转移至堆场中；堆场内铺设防渗层，底部铺设导流材料，其上部铺设沼渣、碳源、营养添加剂及含POPs土壤的混合层，混合比例为含POPs土壤、沼渣、碳源、营养添加剂的添加比例为1：0.1：0.05：0.001，层高6m，无菌剂添加，混合层上部不放置含钛材料与纳米铁材料，即含钛材料与纳米铁材料的混合层0m；运行过程中，每隔1-5天从堆场上部注碳源溶液，随后将渗滤液通过底部导流材料收集至渗滤液收集系统中，随后每间隔1-2天将渗滤液回流至堆场上部进行回灌，回灌时调节渗滤液pH至4。 [0029] 经过39天处置，含POPs土壤中POPs含量低于0.1mg/kg，营养添加剂是磷酸钾、硝酸铵及硝酸钴的混合物，同时添加了微量的锰、铜元素，本实例的碳源溶液是水，碳源含量0%。 [0030] 以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

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